【其他行业】职业 扭矩电机助力内燃机减排

2022-07-16 10:22:06 来源:bb贝博ballbet

  可以快速地呼应,精确地操控阀片方位,并进行确诊。鄙人文中,SONCEBOZ概述了扭矩电机的现状和进一步开展潜力,特别是柴油和汽油发动机的进一步减排。

  废气再循环(EGR)、节气门(AIT)和可变几许涡轮增压体系(VTG)是契合发动机排放和燃油耗费约束要求的关键技能。SONCEBOZ公司的紧凑型无刷电机是专门为快速呼应而开发的,可以动态牢靠地对发动机执行器进行方位操控,然后削减车辆排放。集成在发动机操控单元中的规范H桥操控着这些设备,供给快速牢靠的视点运动。紧凑性、经用性和牢靠性可以保证扭矩电机从乘用车到重型商用车,在各种发动机运用中的最佳集成,特别是在极点环境下。扭矩电机经过替换气动或有刷电机操控的相关组织,让车辆的许多部件完成电气化,如图1所示。

  扭矩电机特别适用于对牢靠性要求极高的苛刻环境,例如:在耐久性和牢靠性方面,因为部件数量、电刷磨损或散热等原因,扭矩电机比有刷执行器更有优势。无刷扭矩电机的运用路程可以轻松地抵达500 000 km以上,而因为转子和定子之间继续的物理和电气触摸,有刷电机可能在更短的路程中就现已呈现磨损损坏。

  特别是SONCEBOZ的无刷直流(BLDC)扭矩电机,因为其技能和规划,具有杰出的经用性(超越7000万次滚动测验)、鲁棒性和杰出的抗振性。这些是完成近乎0 ppm的质量根底。正是直驱磁技能和简练的机械规划造就了SONCEBOZ扭矩电机的牢靠性。

  因而,越来越多的制作商正在转向无刷扭矩电机,特别是关于呼应时刻较短的运用。现在,就整体具有本钱而言,扭矩电机比有刷执行器具有更大的优势,因为一般必须在必定的作业时刻后对有刷执行器进行替换。这关于极为注重总具有本钱(TCO)的商用车辆而言特别重要。与气动体系比较,扭矩电机也有优势。运用扭矩电机后则不需求气动体系,然后节省部件本钱,节省空间及车辆内的能源耗费。与气动运用比较,扭矩电机具有显着的优势,即仅在必要时运用动力,换句话说,不用有任何继续的先导压力。

  与气动体系比较,定位精度是扭矩电机的另一大优势。在气动体系中,因为磁滞和损耗,简直不可能完成精确定位。而电机能以极大的动力完成并坚持精确的方位。SONCEBOZ扭矩电机比大部分气动体系更快,可以在30~50 ms内完成方位改变。因而,SONCEBOZ扭矩电机可用于可变气门升程,如图2所示。

  此技能是依据MMT(移动磁技能)开发的磁路技能,如图3所示。MMT是坐落法国贝桑松的研制中心,也是SONCEBOZ的姊妹公司。MMT一直在不断扩大和改善其无刷电机技能组合,包含现在现已是老练解决计划的扭矩电机。SONCEBOZ具有完好的产品系列,供给不同尺度的电机,转子直径从36~51mm不等,并依据不同的运用选用不同等级的磁铁。此单相电机中还集成了一个方位传感器,可经过车辆操控单元十分精确地调理方位。该方位传感器可以经过不同的通信协议(如PWM、SENT或模拟信号)供给转子方位。

  在恶劣振荡环境下,完好的定子注塑工艺在机械耐久性方面具有真实的技能优势,且在散热方面也十分有用,使电机可以接受160°C的环境温度并输出接连扭矩。SONCEBOZ一切的扭矩电机产品都选用了这一注塑工艺。高防水性是SONCEBOZ扭矩电机系列的另一特色。因为定子外壳和盖壳之间的激光焊接,电机内部的部件(传感器PCB、磁铁和电气衔接)不受尘埃和腐蚀性液体的影响。

  SONCEBOZ扭矩电机的电机中心依据四个相邻的铁芯,这些铁芯与一个四极的圆盘形磁铁同步作业,其相邻空隙极小,以优化较小空间中的磁通密度。这种装备造就了紧凑型的电机规划,与商场上任何其它直驱执行器比较,该产品在扭矩密度方面是最有用的。

  依据霍尔专用集成电路(ASIC)元件的方位传感器,其规划与电机磁路集成得十分好,因而该产品的元件数量十分有限。这是向客户供给紧凑性和牢靠性产品的最佳方法。

  带有简略份额积分微分(PID)操控器的车辆操控单元,可经过H桥驱动电机。并可依据运用的特色进行调整以操控电机的动态性和稳定性。

  SONCEBOZ多年来施行的各种安全功用中包含可选回位绷簧,在非受控方位具有高运用危险时可运用此绷簧。这样可以保证已知的毛病维护方位,即便在断电或信号中止的状况下也是如此。因为扭矩电机为直接驱动,换句话说,不包含任何传动设备和齿槽且冲突扭矩极低,因而可以更有用地测量回位绷簧,然后为整个阀门体系(包含挡点)供给更紧凑的规划。该回位绷簧安装在电机外壳内,是一种十分安全的解决计划。经过光滑的绷簧不受外部辐射和尘埃影响,可以在产品寿数期间供给最大回位扭矩,而不会有任何因为冲突、颗粒、腐蚀或其它影响要素形成的退化危险。

  特别的弹性机械挡点也可与绷簧功用结合运用。其意图不仅是界说一个有用的行程,还要在电机抵达端部档点时削弱冲击力,然后防止损坏内部零件。相同,这有助于进步产品的牢靠性。

  SONCEBOZ的瑞士出产设备依据全自动安装线,保证高质量水平缓出产率。即便如此,精益制作为客户供给了定制产品的可能性。客户可以依据夹式或激光焊接的封盖、带或不带印刷电路板(PCB)的传感器、唇形密封或不是唇形密封及许多其它细节来挑选变体,以彻底满意特定运用的需求。在处理机械接口时,客户可以再次挑选运用后螺母进行螺栓紧固,或许运用模制耳环进行螺钉紧固。依据运用状况,客户可直接将杠杆或耦合元件焊接到轴上,或运用预安装的客户专用接口。

  经过添加扭矩密度,SONCEBOZ现在可以出产规模广泛的扭矩电机。依据所用部件的等级,每种尺度都有不同的扭矩等级。现在,扭矩电机的产品组合涵盖了0.45~2.30 Nm的峰值扭矩,如表1所示。

  适用于高温环境的扭矩电机,也可在涡轮几许结构可变的涡轮增压器导叶执行器体系中运用。电机直接安装在涡轮增压器壳体上,以操控导向叶片,然后操控废气流量,如图4所示。除了已知的长处外,因为集成方位反应,电机还可以快速调整阀片,定位时刻小于100 ms。关于制作商而言,这意味着经过改善增压操控,可以明显削减涡轮滞后。一起,规划涡轮增压器时可以考虑额定的扭矩规模,终究废气中的有害物质更少,燃油耗费也更低。

  在废气再循环体系中,扭矩电机操控废气再循环阀或活门,然后可以快速精确地操控废气再循环流量,完成低排放焚烧。因而,该体系支撑且契合最新的排放规范,如我国6a和6b、印度BS6、加拿大Tier V、美国EPA和后EPA 10。选用机电体系驱动进气侧的进气活门是削减排放的另一种计划。这种机电体系完成了比上述再循环体系更高的废气再循环率,与12~24 V的车载电压兼容,驱动时刻小于100 ms,十分经用,耐高温,有助于防止烟尘积累。任何规范操控单元都可供给单相电源。图5所示的SONCEBOZ扭矩电机已成功投放商场15年之久。现在,欧洲、美国和亚洲的大多数发动机制作商都将其视为最牢靠的电动执行器之一。

  无刷扭矩电机技能的进一步开展还没有完毕,特别是在亚洲商场。亚洲商场现已认识到了这一技能趋势,并要求更新电机版别,例如运用优化的磁路或许客户特定的机械接口。SONCEBOZ可以依托MMT在这方面的研讨和根底研讨潜力来开发新的解决计划以满意要求。因而,这项技能很共同,在商场上简直无可对抗。SONCEBOZ在商用车辆上看到了更多的可能性,例如液化天然气发动机进气模块、废气背压阀或空气增压模块。

  关于接受度、往复运动、耐久性、紧凑规划或快速反应时刻等要求较高的杂乱运用,SONCEBOZ扭矩电机是最佳挑选。新式混合动力轿车和电动轿车也将供给很多新的运用时机。新一代的扭矩电机将锋芒毕露,其扭矩密度添加,精度和确诊才能不断进步,且客户专用外壳也愈加紧凑。